JPH11277000A

JPH11277000A - 選別装置

Info

Publication number: JPH11277000A
Application number: JP10554698A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Washimi; 和正鷲見; Takayuki Kato; 隆幸加藤; Naotaka Katayama; 直貴片山; Kunihiko Imahashi; 邦彦今橋; Takuji Kajiwara; 拓治梶原; Atsushi Tanaka; 敦史田中
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】汚染されたシュレッダーダスト等の対象を簡
易かつ確実に選別することができる。【解決手段】ベルトコンベア１上のシュレッダーダス
トＭのカラー画像を得るカラーＴＶカメラ５が設けら
れ、制御回路６のＣＰＵはカラー画像の平均色度を算出
して、平均色度が基準値以下となった時に上記シュレッ
ダーダストＭを汚染されたものと判定し、選別用ダンパ
２を排除姿勢へ回動させて、汚染されたシュレッダーダ
ストＭをラインから排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は選別装置に関し、特
に、廃車のシュレッダーダストの選別等に好適に使用で
きる選別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の環境保護および資源節減の要請を
背景にして、廃車のリサイクルが精力的に試みられてい
る。この場合、金属材料を回収した後にはウレタン、合
成繊維、ワイヤ等が混在したシュレッダーダストが残
る。シュレッダーダストの中にもリサイクル可能な有用
品が含まれており、後工程で篩等により選別している。
しかし、シュレッダーダストは時としてエンジンオイル
や塗料、汚水等で汚れたり、あるいはオガ屑等が混入し
ていることがあり、このような汚染され、あるいはオガ
屑等が混入したシュレッダーダストを篩等に供給すると
目詰まりを生じてその回復に多大の労力を要したり、あ
るいは再生品に異臭を生じたりする不具合がある。そこ
で、従来はラインを流れるシュレッダーダストを目視検
査して、汚れたりオガ屑等が混入した部分を選別排除し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の目視検
査では選別基準が人によって異なり客観的な判断が困難
であるとともに、選別に多くの人手を要するという問題
がある。

【０００４】なお、特開平７−２８０７４７号公報に
は、銅含有スクラップを識別して分離する装置が示され
ている。この装置では、ラインを流れるスクラップ群の
カラー画像を得て、画像中の各スクラップを識別し、識
別された各スクラップ中の銅含有率を色相角度値に基づ
いて判定して、銅含有スクラップのみを分離し選別して
いる。

【０００５】しかし、上記公報の装置では画像処理が複
雑であるとともに、シュレッダーダストの場合には既述
のようにウレタン、合成繊維、ワイヤ等が互いに絡まっ
て混在しているため、個々の部材の識別が困難であると
いう問題がある。

【０００６】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るもので、シュレッダーダスト等の対象を簡易かつ確実
に選別することが可能な選別装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明では、対象（Ｍ）のカラー画像を得る撮
像手段（５）と、カラー画像の平均色度を算出する手段
（６４，ステップ１０５）と、平均色度が基準値以上な
いし基準値以下となった時に上記対象（Ｍ）を選別すべ
きものと判定する手段（６４，ステップ１０８，１１
０）とを具備している。

【０００８】本発明においては、カラー画像の平均色度
を算出し、これに基づいてシュレッダーダスト等の対象
を複雑な画像処理を要することなく、汚染ないし非汚染
のシュレッダーダスト等に簡易かつ確実に選別すること
ができる。

【０００９】本第２発明では上記平均色度に代えて平均
明度を算出し、これに基づいて対象（Ｍ）を選別すべき
ものと判定する。これによっても、第１発明と同様の作
用効果が得られる。この場合には、対象のカラー画像を
得る必要はなく、白黒画像で良い。

【００１０】上記第１発明および第２発明において、カ
ラー画像ないし白黒画像中の各画素についてその明度が
所定値以上ないし所定値以下の画素を平均色度ないし平
均明度の算出から除くようにすると、対象に混入した白
い紙等の影響を排除してさらに判定の精度を向上させる
ことができる。

【００１１】上記第１発明および第２発明において、外
乱光の侵入を防止するために対象を遮蔽板で覆い、照明
手段（４）で対象を均一に照明するような構成とすれ
ば、さらに判定の精度を向上させることが可能である。

【００１２】また、上記第１発明および第２発明におい
て、カラー画像ないし白黒画像のＮ（Ｎ≧２）画面分の
平均色度ないし平均明度を算出して、これら平均色度な
いし平均明度が基準値以上ないし基準値以下となった時
に上記対象を選別すべきものと判定するようにすれば、
さらに判定の精度が向上する。

【００１３】さらに、上記第１発明および第２発明にお
いて、判定手段（６４，ステップ１０８，１１０）の判
定結果に基づいて対象を選別する手段（２，６４，ステ
ップ１０９，１１１）を設けることができる。これによ
り、対象の選別まで自動化することが可能である。

【００１４】また、本発明は以下のような方法として実
現することもできる。対象のカラー画像を得、当該カラ
ー画像の平均色度を算出して、平均色度が基準値以上な
いし基準値以下となった時に上記対象を選別すべきもの
と判定する方法。対象の画像を得、当該画像の平均明度
を算出して、平均明度が基準値以上ないし基準値以下と
なった時に上記対象を選別すべきものと判定する方法。

【００１５】なお、上記カッコ内の符号は、後述する実
施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【発明の実施の形態】

【００１６】（第１実施形態）図１には選別装置の全体
構成を示す。対象たるシュレッダーダストＭはベルトコ
ンベア１上を例えば１ｍ／ｓの速度で図の矢印方向へ搬
送されており、ベルトコンベア１の後端（図の右端）に
は選別用ダンパ２が設けられている。選別用ダンパ２は
ベルトコンベア１の後端に近接して位置する回転軸２１
に上端が固定され、油圧アクチュエータ２２によって、
図の実線で示す斜め後方へ向いた非排除姿勢と鎖線で示
す下方へ向いた排除姿勢との間で回動操作される。非排
除姿勢へ回動させられた選別用ダンパ２はベルトコンベ
ア１の後端とベルトコンベア３の前端との間に架け渡さ
れるように位置し、ベルトコンベア１上を移送されてき
たシュレッダーダストＭは上記選別用ダンパ２上を経て
ベルトコンベア３上へ至り、ベルトコンベア３によって
次工程の篩装置等へ送られる。一方、選別用ダンパ２が
排除姿勢へ回動するとベルトコンベア３はベルトコンベ
ア１から切り離され、ベルトコンベア１上を移送されて
きたシュレッダーダストＭはコンベア後端から下方へ落
下して処理ラインから排除される。

【００１７】ベルトコンベア１は実際には外光が侵入し
ない閉鎖されたカバー（図示略）内に設置されており、
コンベア途中の上方位置にはリング状の照明灯４とＣＣ
ＤカラーＴＶカメラ５が設置されている。カラーＴＶカ
メラ５は照明灯４の中心上方でベルトコンベア１に向け
て設けられており、ベルトコンベア１上を通過するシュ
レッダーダストＭのカラー画像を得て、これを制御回路
６へ送る。制御回路６は後述する処理によりシュレッダ
ーダストＭのうちでエンジンオイル等で汚染されたもの
を識別し、アクチュエータ駆動回路７を介して油圧アク
チュエータ２２により選別用ダンパ２を排出姿勢へ回動
させて、汚染されたシュレッダーダストＭを処理ライン
から排除する。なお、図１に示すシュレッダーダストＭ
のうち、黒色のものは最も汚染されたもの、実線ハッチ
ングを付したものはかなり汚染されているもの、破線ハ
ッチングを付したものはやや汚染されているもの、白色
のものは汚染されていないものを示す。また、各シュレ
ッダーダストＭは均一な単体として描いてあるが、実際
にはウレタン、合成繊維、ワイヤ等が互いに絡まって混
在したものである。

【００１８】図２には制御回路６の構成を示す。カラー
ＴＶカメラ５で撮像された画像は、制御回路６のＡ／Ｄ
コンバータ６１に入力してデジタルデータ化され、続く
フレームメモリ６２に記憶される。フレームメモリ６２
に記憶された画像データは、入力インターフェース６３
を介してＣＰＵ６４に取り込まれ、後述の処理がなされ
て、この処理結果に基づいて出力インターフェース６５
を介してアクチュエータ駆動回路７へ指令信号が出力さ
れる。

【００１９】図３には制御回路６のＣＰＵ６４における
処理手順を示す。なお、この処理は例えば２秒周期で繰
り返される。図３において、ステップ１０１ではカラー
ＴＶカメラ５で撮像された画像データを取り込み、続く
ステップ１０２で、画像内の各画素のＲＧＢ信号より、
各画素の明度Ｌと各色度ｒ，ｇ，ｂとを下式（１），
（２）で算出する。

【００２０】

【数１】

【００２１】ステップ１０３では、画素のうち、その明
度が基準値を越えるものを無効として排除する。その理
由は、シュレッダーダストＭの中に白い紙等が混入して
いると、以下の処理で算出される平均色度等が大きく変
化して正しい判定ができなくなるからである。続くステ
ップ１０４で、画像内の全ての画素について上記ステッ
プ１０２，１０３の処理が終了したことを確認すると、
ステップ１０５で、各画素の明度Ｌ、色度ｒ，ｇ，ｂに
基づいて１画面の平均明度および平均色度を算出する。
そして、本実施形態では判定精度を上げるため、ステッ
プ１０６で、先行する（Ｎ−１）回の処理で得られた各
画面の平均色度に今回の処理で得られた画面の平均色度
を加えて、これらＮ画面分のさらに平均色度を算出す
る。

【００２２】ステップ１０７では、Ｎ画面分の平均色度
が判定基準値以下であるか確認し、判定基準値以下の場
合には今回得られた画像に対応するシュレッダーダスト
Ｍは汚染されたものであると判定し（ステップ１０
８）、ステップ１０９で、選別用ダンパ７を後述のよう
に作動させるための指令信号を出力する。一方、上記ス
テップ１０７においてＮ画面分の平均色度が判定基準値
以下でない場合には、今回得られた画像に対応するシュ
レッダーダストＭは汚染されていないと判定し（ステッ
プ１１０）、ステップ１１１で、選別用ダンパ７を後述
のように作動させるための指令信号を出力する。

【００２３】図４は、上記画面数Ｎを６０として、汚染
されていないシュレッダーダストＭ（図中四角印）と汚
染されているシュレッダーダストＭ（図中丸印）の平均
色度をプロットしたものである。図より明らかなよう
に、汚染されているシュレッダーダストＭとそうでない
ものとは色度分布が明確に異なり、判定基準値として例
えば色度ｒ＝６７、色度ｇ＝６９とすれば、確実にシュ
レッダーダストＭの汚染の有無を判定することができ
る。

【００２４】次に、図５を参照して、選別用ダンパ２の
作動を説明する。図中、黒丸と白丸はそれぞれ汚染され
たシュレッダーダストＭ１および汚染されていないシュ
レッダーダストＭ２を示すが、これらは物理的に分離さ
れているものではなく、カラーＴＶカメラ５でベルトコ
ンベア１上を移動するシュレッダーダストを周期的に撮
像した画面上において分離されていることを示す。

【００２５】図５（Ａ）は非汚染のシュレッダーダスト
Ｍ２の後に汚染されたシュレッダーダストＭ１が続く場
合を示し、カラーＴＶカメラ５直下のシュレッダーダス
トＭ１１を汚染されたものと判定した時点でＮ画面前の
シュレッダーダストＭ２１はベルトコンベア１の後端に
至っている。この場合は、制御回路６は図３のステップ
１０９で、即座に選別用ダンパ２を図５（Ａ）の実線で
示す非排除姿勢から鎖線で示す排除姿勢へ回動させる。
これによれば、汚染されたシュレッダーダストＭ１に先
行する非汚染のシュレッダーダストＭ２もいくつか排除
されることになるが、汚染されたシュレッダーダストＭ
１がベルトコンベア３上へ移送されて次工程へ送られる
ことを確実に防止することができる。

【００２６】図５（Ｂ）は汚染されたシュレッダーダス
トＭ１の後に非汚染のシュレッダーダストＭ２が続く場
合を示し、カラーＴＶカメラ５直下のシュレッダーダス
トＭ２２を非汚染のものと判定した時点でＮ画面前のシ
ュレッダーダストＭ１２はベルトコンベア１の後端に至
っている。この場合は、制御回路６は図３のステップ１
１１で、カラーＴＶカメラ５直下のシュレッダーダスト
Ｍ２２がベルトコンベア１の後端に至るまでの時間をベ
ルトコンベア速度等から算出し、当該時間後に選別用ダ
ンパ２を図５（Ｂ）の実線で示す排除姿勢から鎖線で示
す非排除姿勢へ回動させる。これによれば、汚染された
シュレッダーダストＭ１に後続する非汚染のシュレッダ
ーダストＭ２もいくつか排除されることになるが、汚染
されたシュレッダーダストＭ１がベルトコンベア３上へ
移送されて次工程へ送られることを確実に防止すること
ができる。

【００２７】発明者の実験ではＮの値を大きくした方が
判定精度は良くなるが、Ｎの値を過大にすると判定に時
間を要するとともに上述のように無駄に排除される非汚
染のシュレッダーダスト量が多くなるため、現場毎に適
当な値を設計的に定める必要がある。なお、上記説明で
はシュレッダーダストＭを汚染、非汚染の二種とした
が、最初に図１で説明したようにシャレッダーダストＭ
の汚染度にはある程度の幅があり、ステップ１０７の判
定基準値によって、例えばやや汚染されているもの（図
１の破線ハッチングで示す）と汚染されていないもの
（図１の白色で示す）を処理ラインに残し、最も汚染さ
れたもの（図１の黒色で示す）と、かなり汚染されたも
の（図１の実線ハッチングで示す）を処理ラインから排
除するようにできる。

【００２８】（その他の実施形態）上記第１実施形態で
はＮ画面分の平均色度に基づいてシュレッダーダストの
汚染・非汚染を判定するようにしたが、Ｎ画面分の平均
明度を算出してこれに基づいてシュレッダーダストの汚
染・非汚染を判定するようにしても良い。この場合、照
明灯４は長時間の点灯で通常その光強度が低下するた
め、算出される上記平均明度が低下してしまう。そこ
で、各画面の平均明度を非汚染のシュレッダーダストに
ついて一定期間分（例えば１ケ月分）収集し、当該一定
期間分の上記平均明度からさらに平均値を算出してこの
平均値に基づいて判定基準値を補正するようにする。こ
れによれば、長期間の使用により次第に照明灯４の光強
度が低下しても、これに追従して判定基準値が下げられ
るから、シュレッダーダストＭの汚染、非汚染の判定が
常に適正になされる。

【００２９】また、判定精度がそれ程問題にならない場
合には、カラーＴＶカメラ直下のシュレッダーダストに
ついてその画像一画面の平均色度ないし平均明度のみに
基づいて当該シュレッダーダストの汚染・非汚染を判定
するようにしても良い。さらに、判定精度がそれ程問題
にならない場合には、基準明度値以上の画素を予め排除
する必要は必ずしもない。

【００３０】さらに、上述の判定はエンジンオイル以外
に塗料や汚水等で汚染されたシュレッダーダストの判定
にも有効であるとともに、シュレッダーダストへのオガ
屑等の混入の有無も同様の手順で判定することができ
る。また、判定の対象はシュレッダーダストに限られ
ず、多種のものが混じり合って一体となったものに広く
適用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の選別装置によれ
ば、シュレッダーダスト等の対象を簡易かつ確実に選別
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す、選別装置の全体構
成図である。

【図２】制御回路のブロック構成図である。

【図３】ＣＰＵの処理フローチャートである。

【図４】シュレッダーダストの平均色度分布を示す図で
ある。

【図５】選別用ダンパの作動を説明する選別装置の要部
概略構成図である。

【符号の説明】

１，３…ベルトコンベア、２…選別用ダンパ、５…カラ
ーＴＶカメラ、６…制御回路、６４…ＣＰＵ、Ｍ…シュ
レッダーダスト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤隆幸愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者片山直貴愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者今橋邦彦愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者梶原拓治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者田中敦史愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象のカラー画像を得る撮像手段と、前
記カラー画像の平均色度を算出する手段と、前記平均色
度が基準値以上ないし基準値以下となった時に前記対象
を選別すべきものと判定する手段とを具備する選別装
置。
【請求項２】対象の画像を得る撮像手段と、前記画像
の平均明度を算出する手段と、前記平均明度が基準値以
上ないし基準値以下となった時に前記対象を選別すべき
ものと判定する手段とを具備する選別装置。